capítulo 3
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Problema de un proyecto de ingenieríaTRANSCRIPT
INGENIERÍA DE PROYECTOS
EN INGENIERÍA ELECTRÓNICA
Programa de Ingeniería Electrónica
Mayo 2012 ISBN XXXX-XXXX
CAPÍTULO 3
PROBLEMA
Ernesto Sabogal Gómez
Fabio Téllez Barón
Óscar Arias Ballén
Ingeniería de Proyectos en
Ingeniería Electrónica
Universidad El Bosque
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consentimiento escrito del editor.
Tabla de Contenido
Definición ..................................................................................................... 1
Manifestación ............................................................................................... 3
2.1 Definición ....................................................................................... 3
2.2 Identificación de una manifestación .............................................. 3
2.3 Propiedades de una manifestación ................................................ 4
Contexto ........................................................................................................ 7
3.1 Definición de contexto ................................................................... 7
3.2 Construcción del contexto ............................................................. 7
3.3 Redacción del contexto .................................................................. 8
Causas ........................................................................................................... 9
4.1 Definición de causa ........................................................................ 9
4.2 Determinación de las causas .......................................................... 9
Efectos ......................................................................................................... 11
5.1 Definición de efectos .................................................................... 11
5.2 Determinación de los efectos ...................................................... 11
5.3 Redacción de los efectos .............................................................. 13
Resumen ..................................................................................................... 15
Ejemplos ..................................................................................................... 17
7.1 Ejemplo 1: Puertas de los buses de Transmilenio ........................ 17
7.1.1 Manifestación ....................................................................... 17
7.1.2 Contexto ............................................................................... 18
7.1.3 Causas ................................................................................... 18
7.1.4 Efectos .................................................................................. 20
7.1.5 Redacción del problema ....................................................... 22
7.2 Ejemplo 2: Calefactor de ambiente .............................................. 25
7.2.1 Manifestación ....................................................................... 25
7.2.2 Contexto ............................................................................... 25
7.2.3 Causas ................................................................................... 27
7.2.4 Efectos .................................................................................. 29
7.2.5 Redacción del problema ....................................................... 30
7.3 Ejemplo 3: Sistema de iluminación rural en África....................... 33
7.3.1 Contexto ............................................................................... 34
7.3.2 Manifestación ....................................................................... 34
7.3.3 Causas ................................................................................... 36
7.3.4 Efectos .................................................................................. 36
7.3.5 Conclusiones ......................................................................... 36
7.4 Ejemplo 4: Vida promedio bombillos ahorradores ....................... 39
7.4.1 Análisis de la vida promedio de los bombillos ahorradores 39
7.4.2 Identificar si es un problema ................................................ 40
Estudios versus Proyectos ........................................................................ 43
8.1 Problema de un estudio ............................................................... 43
8.2 Ejemplo 5: problema en el caso de un estudio ............................. 44
8.2.1 Contexto ............................................................................... 45
8.2.2 Manifestación ....................................................................... 45
8.2.3 Causas ................................................................................... 47
8.2.4 Efecto.................................................................................... 48
Problema de Investigación ....................................................................... 51
9.1 Diferencias entre un problema de investigación y un problema de
un proyecto .............................................................................................. 51
Comité de Proyectos y el Problema ........................................................ 55
Este capítulo presenta una forma estructurada para identificar y
plantear problemas; en especial, aquellos a los cuales se enfrenta un
ingeniero electrónico.
Una de las grandes dificultades que tienen los alumnos de
pregrado y los recién egresados es la identificación correcta de los
problemas de ingeniería. Es frecuente confundir la falta de una
solución con el problema.
La incorrecta identificación del problema lleva a que el
planteamiento de la posible solución no sea la adecuada o incluso a
iniciar proyectos los cuales su resultado sea incierto debido a la mala
identificación del problema.
El producto, justificación y objetivos de un proyecto nacen del
problema; de ahí la importancia de realizar una identificación y
descripción de manera correcta del problema.
La estructura para identificación y redacción de problemas,
propuesta en este capítulo, se basa en: definiciones, procedimientos,
tablas y formatos.
Una vez que se explica la metodología se presentan varios
ejemplos. Los ejemplos se orientan al uso de la metodología, por lo
cual se presentan los pasos en detalle hasta llegar a la redacción final
del problema.
Por último y para claridad de los estudiantes del Programa de
Ingeniería Electrónica de la Universidad El Bosque se indica los
mínimos que debe tener un problema para que este sea aprobado por
el Comité de Proyectos e Investigación.
Definición
Se identifica que existe un problema mediante una manifestación
asociada normalmente al no funcionamiento correcto de un sistema o
proceso. La magnitud del problema dependerá del contexto en el cual
se desempeña o funciona el sistema (proceso). El problema es
generado por una o varias causas. El problema impacta a uno o
varios de los siguientes: individuo, sociedad, ambiente o recursos; la
medición de este impacto se denomina el efecto del problema y se da
en valores con unidades.
Por lo cual todo problema solucionable desde la ingeniería debe
contener:
Manifestación
Contexto
Causas
Efectos
Es importante aclarar que un problema no es la falta o ausencia
de una solución sino una condición negativa de algo existente; en el
caso de la ingeniería normalmente esta asociada a un sistema o un
proceso. Los errores más comunes al identificar un problema son:
2 | D e f i n i c i ó n
Confundir el problema con la falta de una solución
Proponer problemas ficticios (no reales)
Proponer problemas futuros (posibles)
De los anteriores errores el más común y difícil de entender es la
diferencia entre la falta de solución y el problema; en la tabla 1 se
presentan dos ejemplos. Por facilidad de entender los ejemplos no se
presenta el problema con toda su estructura: contexto, manifestación,
causas y efectos.
Tabla 1. Ejemplo de diferencia entre falta de solución y problema
Falta de solución Problema
El Programa no cuenta con un
laboratorio de microelectrónica.
Los egresados del programa no tienen el
perfil solicitado por las empresas y
presentan menores índices de ocupación
o salarios inferiores a los egresados de
otras universidades.
No existe en el mercado un
sistema de conteo de pasajeros
para buses intermunicipales, de
bajo costo (inferior a $1 000 000
de pesos) y que cumpla con la
normatividad del Ministerio de
Transporte.
Los propietarios de los buses no tienen
una manera de controlar el número de
pasajeros reales que se transportan; lo
anterior facilita la entrega incorrecta de
las cuentas y se estima que los
propietarios tienen pérdidas del orden
del 10% por este motivo ($120,000 pesos
mensuales por bus).
Un problema debe poseer las siguientes características mínimas
para que se justifique la realización de un proyecto:
Debe ser solucionable
Debe ser solucionable en un tiempo determinado
Debe ser solucionable desde la disciplina del conocimiento
Debe ser viable (se tengan los recursos necesarios)
Debe ser relevante (de interés para la
Universidad/sociedad/empresa/ambiente)
Manifestación
Definición 2.1
La manifestación se da cuando un sistema (proceso) no funciona
correctamente. Se dice que un sistema (proceso) no funciona
correctamente cuando:
No realiza la función para el cual fue diseñado
Realiza la función pero no con el nivel de calidad esperado
Realiza parcialmente algunas de las funciones
La eficiencia no es la esperada
No cumple con las normas para el cual fue diseñado
Identificación de una manifestación 2.2
Las manifestaciones se identifican por uno de los siguientes:
observación directa, observación indirecta o a partir de la
documentación.
Por observación directa se entiende que quien identifica el
problema es el mismo que va a proponer una solución a este. El
ingeniero debe ser capaz de describir los hechos y datos relacionados
con la manifestación en lenguaje técnico.
4 | M a n i f e s t a c i ó n
En la observación indirecta es un tercero quien le cuenta al
ingeniero sobre la manifestación que él ha observado. En este caso es
normal que la persona mezcle causas, efectos y manifestación. El
ingeniero debe ser capaz, a partir de la información, de formular el
problema en cada uno de sus cuatro aspectos. Es posible que se
necesite la visita al sitio para la observación del fenómeno con el fin
de cuantificarlo correctamente.
Cuando un problema se vuelve recurrente es normal que este se
encuentre documentado. La documentación puede ser desde
artículos de revistas hasta bitácoras de mantenimiento. Nuevamente
es labor del ingeniero extraer la información e identificar las
manifestaciones, contexto, causa y efectos.
Propiedades de una manifestación 2.3
Independientemente del método de identificación toda
manifestación debe poseer las siguientes propiedades:
Documentable: se puede describir en un documento con el
detalle suficiente para que no sea necesario ir al sitio a
observarla nuevamente.
Hechos verificables: en caso de desearse se deberá poder
contrastar con la realidad y la manifestación debe ser la
misma descrita en la documentación (implica invariabilidad
en el corto plazo).
Datos reales: la documentación debe incluir datos tomados del
mundo real y no generados de suposiciones.
Manifestac ión | 5
Repetible: el fenómeno se debe poder observar, bajo las
mismas circunstancias, tal como se establece en la
documentación.
Contexto
Definición de contexto 3.1
Es el ámbito en el cual opera el sistema (proceso) y está
constituido por el entorno físico o de lugar, el histórico o de tiempo,
cultural y ambiental.
Establecer el contexto facilita determinar la magnitud del
problema lo cual a su vez ayuda a cuantificar los efectos de este y a
dar una primera idea de si es justificable o no realizar un proyecto
para darle solución.
Construcción del contexto 3.2
Para facilitar la construcción del contexto se puede aplicar las
siguientes preguntas en su orden:
a. ¿Quién tiene el problema?
b. ¿Qué hace quien tiene el problema?
c. ¿Qué sistema o subsistema presenta el problema?
d. ¿Qué hace el sistema (visto o en relación a lo que hace quien
tiene el problema)?
e. ¿Qué tan crítico/importante es el sistema?
8 | C o n t e x t o
f. ¿Cuál es la relación del sistema con la sociedad?
g. ¿Cuál es la relación del sistema con el ambiente?
h. ¿Cómo afecta la sociedad (individuo) al sistema?
i. ¿Cómo afecta el ambiente al sistema?
Al dar las respuestas es importante que estas tengan relación con
el sistema que presenta la manifestación. En el caso de sistemas
complejos se debe tratar de enfocar el contexto a nivel de subsistema
(obviamente si así lo presenta la manifestación).
Normalmente es obligatorio dar respuesta a las preguntas de la a
a la e. Las demás depende si aplica o no.
Redacción del contexto 3.3
Una vez dadas las respuestas a las preguntas anteriores se
procede a crear un párrafo (máximo dos) en el cual se hila la idea
desde quién tiene el problema hasta qué tan crítico/importante es el
sistema que presenta la manifestación; siguiendo un orden de
causalidad y unicidad (mismas variables, ideas, conceptos) a través
del contexto.
Causas
Definición de causa 4.1
La causa es quien genera el problema y la cual se evidencia
mediante una manifestación; puesto de otra manera, la causa es el
origen del problema. En ocasiones es normal que en el lenguaje
popular se le denomine la raíz del mal o raíz del problema.
Determinación de las causas 4.2
Para determinar o encontrar el origen del problema –causa- se
recomienda utilizar el siguiente procedimiento:
1. Para cada una de las manifestaciones, en especial las más
importantes, tratar de responder la pregunta, ¿qué hace que
esto se comporte así?
2. Para sistemas relativamente complejos es posible que se deba
dividir por subsistemas; volver a realizar la pregunta ¿qué
hace que este subsistema se comporte así?
3. Repetir hasta llegar al nivel más bajo posible (ideal casi a nivel
de componente o proceso menos complejo).
10 | C a u s a s
Una vez que se tiene un listado con las respuestas a las
preguntas se debe proceder a realizar una depuración y unificación
de estas con el fin de no tener causas repetidas. Para facilidad se
recomienda enunciar las causas en forma de lista.
Efectos
Definición de efectos 5.1
Los efectos es la cuantificación del impacto que tiene el
problema. El impacto del problema afecta a uno o varios de los
siguientes:
a. Ambiente
b. Sociedad
c. Individuo
d. Recursos
i. Humanos
ii. Financieros (económicos)
iii. Tiempo
iv. Materias primas
v. Energía
vi. Otros
Determinación de los efectos 5.2
Para facilitar la determinación de efectos se recomienda seguir el
siguiente procedimiento, el cual se presenta en forma de diagrama de
flujo en la figura 1, y se soporta en la tabla 2. Los pasos del
procedimiento son:
12 | E f e c t o s
1. Para cada una de las siguientes preguntas determinar la
respuesta:
a. ¿A quién afecta?
b. ¿Cómo lo impacta? Esta es una pregunta opcional
pero sirve como ayuda para dar una respuesta correcta
a la siguiente.
c. ¿Cómo lo afecta?
d. Las preguntas se deben realizar para todos los
involucrados
2. La respuesta a quién impacta sirve para llenar la columna 1.
3. Se realiza una lista debajo de cada afectado trasladando la
respuesta de cómo lo afecta.
4. Se debe identificar si la forma en que lo afecta es de tipo
cualitativo o cuantitativo.
5. En el caso de cualitativo en la casilla (valor/unidad) se deberá
explicar cómo es la variación cualitativa debido al problema.
6. En el caso cuantitativo se debe colocar un número y unidad
que cuantifique el problema. La unidad debe estar de acuerdo
con lo que se ve afectado.
7. Por último, se deberá tratar de llevar todas las celdas
(valor/unidad) a su equivalente en pesos (para las
cuantitativas).
8. La columna de comentario sirve para aclarar el origen de los
datos.
Efectos | 13
Tabla 2. Representación en forma tabular de los efectos
Afectado Cualitativo/
cuantitativo
Comentario valor /
unidad
$
Individuo
Afectación 1
Afectación n
Sociedad
Afectación 1
Afectación m
Ambiente
Afectación 1
Afectación k
Recurso humano
Recurso financiero
Recurso tiempo
Otros
Redacción de los efectos 5.3
La tabla 2 es una ayuda para identificar y estimar los efectos de
un problema. En la documentación los efectos se describen en
párrafos. Es necesario realizar una explicación breve pero detallada
de cada uno de los efectos, indicando el origen de los datos y
conversiones que se realizaron para su cuantificación en pesos.
14 | E f e c t o s
¿A quién impacta?
¿Cómo lo
impacta?
¿Cómo lo afecta?
¿Más
involucrados?SI
¿Cualitativo?
Especificar
detalladamente
cómo.
SI
¿Cuantitativo?NO
Valor y unidad
SI
Inicio
NO (error, repetir preguntas)
Suma de todos los
cuantitativos en $,
(si es posible)
FIN
Figura 1. Diagrama de flujo para determinar los efectos
Resumen
En la figura 2 se presentan los elementos que conforman un
problema. Aunque el orden fue manifestación, contexto, causa y
efecto, en el documento se recomienda comenzar por contexto y
luego si seguir por los restantes; lo anterior para facilitar su lectura.
1. Problema
Contexto
Manifestación
Causa
Efectos
Figura 2. Elementos que conforman un problema
Es importante entender que es la causa, por ser el origen o raíz
del problema, sobre la cual se trabajará la búsqueda de una solución.
Este será el tema de otro capítulo: Solución (aspectos a solucionar y
solución propuesta).
16 | R e s u m e n
Así mismo debe quedar claro que será la cuantificación de la
variación de los efectos quienes generen la justificación; de allí la
importancia que estos (los efectos) no sean vagos o generales, sino
que se representen con cifras.
Ejemplos
En este capítulo se presentan cuatro ejemplos del planteamiento
del problema. Los dos primeros son dos ejercicios donde se lleva a
cabo todo el proceso propuesto, los restantes se orientan a ejercicios
más complejos.
Ejemplo 1: Puertas de los buses de Transmilenio 7.1
El ejemplo se presenta en forma de tablas y procedimientos, la
manifestación y contexto en las tablas 3 y 4, las causa en forma de
procedimiento y los efectos en la tabla 5. Es importante aclarar que
las cifras indicadas en el ejemplo son ficticias y se dan solo como
parte del ejemplo.
7.1.1 Manifestación
Tabla 3. Manifestación del problema
Función esperada Función observada Documentación
En la parte superior de la
puerta de los Transmilenios
dice “El vehículo no se
pone en marcha con las
puertas abiertas”
Se observa que los
vehículos, en especial
cuando presentan
sobrecupo, ocasionalmente
se ponen en marcha con
una de sus puertas
abiertas.
De una rápida
observación (no estudio)
se determina que a la
hora pico el 10% de los
Transmilenios con
sobrecupo arrancan con
por lo menos una de sus
puertas abiertas.
18 | E j e m p l o s
7.1.2 Contexto
Tabla 4. Contexto del problema
Pregunta Respuesta
¿Quién tiene el problema? Transmilenio S.A.
¿Qué hace quien tiene el
problema?
Opera las troncales de transporte masivo público de
Bogotá y sus rutas alimentadoras
¿Qué sistema o subsistema
presenta el problema?
Los buses articulados rojos de las troncales
¿Qué hace el sistema? Transporta 1 500 000 usuarios al día, cada bus tiene
una capacidad de 174 usuarios
¿Qué tan
crítico/importante es?
El sistema transporta al 50% de los usuarios del
sistema de transporte público de la ciudad de
Bogotá
¿Cuál es su relación con la
sociedad?
Transmilenio se ha vuelto un espejo del estado de la
ciudad y su sociedad.
¿Cuál es su relación
entorno histórico y físico?
La demanda del sistema ha crecido un 10% anual,
mientras el crecimiento de la oferta un 5%. Bogotá
tiene un crecimiento de habitantes del 2% anual.
Las troncales presentan cada vez más grietas y
huecos; no hay planes inmediatos para su
corrección.
¿Cuál es su relación con el
ambiente?
Motores Diesel con combustible y configuración no
completamente adecuada a la altura de Bogotá,
sobrepasa los niveles de contaminación por
partículas sólidas.
¿Cómo lo afecta la
sociedad?
La cultura ciudadana no es la adecuada y los
usuarios prefieren hacerse en la puerta, incluso casi
bloqueándolas, sin importar si el bus va lleno o no.
¿Cómo lo afecta el
ambiente?
Bogotá, al estar a 2600 metros sobre el nivel del mar,
reduce la eficiencia de los motores, aumenta el
hollín y reduce la vida de sus componentes.
Nota: para el ejemplo se incluye la relación sistema-ambiente, pero como esta no
tiene relación con la manifestación se debe eliminar para evitar introducir ruido a la
formulación del problema.
7.1.3 Causas
Llevar a cabo el procedimiento para determinar las causas.
a. Fase 1: Realizar las preguntas y posibles respuestas
Ejemplos | 19
¿Por qué el vehículo arranca con las puertas abiertas?
El sistema está conformado por un sistema de detección de
cierre de puertas y un actuador sobre el sistema de frenado.
o ¿Por qué el sistema de detección de cierre de puertas
no informa que una de sus puertas está abierto?
Elemento defectuoso
Elemento mal diseñado
Elemento mal ubicado
Elemento no adecuado para el ambiente de
Bogotá
o ¿Por qué, aunque los detectores informen el no cierre
de puertas, el sistema de frenado no actúa?
Elemento defectuoso
Elemento mal diseñado
Elemento no adecuado para el ambiente de
Bogotá
¿Por qué la manifestación se agrava con el sobrecupo?
El sistema adicional a la detección de cierre, tiene un sistema
de prevención de pinzamiento de usuarios el cual abre la
puerta si la presión sobre esta excede un límite.
o ¿Puede el sistema antipinzamiento afectar el inicio del
vehículo con puertas abiertas?
Lógica errada (diseño errado)
b. Fase 2: Unificar y realizar lista
El detector de cierre se encuentra mal ubicado en la puerta y
la presión de los usuarios que ejercen sobre la puerta hace que
20 | E j e m p l o s
este entregue una señal equivalente a si la puerta estuviese
cerrada.
Los detectores aunque son de buena calidad tienen una
especificación de aceleración (vibración máxima soportada) de
30 m/s2, ante el deterioro de las troncales se ha medido
aceleraciones de 50 m/s2 cuando los articulados caen en los
huecos. El detector falla de manera prematura.
Los actuadores de los frenos tienen una especificación de
aceleración máxima (vibración máxima soportada) de 27 m/s2,
ante el deterioro de las troncales se ha medido aceleraciones
de 50 m/s2 cuando los articulados caen en los huecos. El
actuador falla de manera prematura.
Si la señal de antipinzamiento se genera cuando la puerta está
casi totalmente cerrada, se genera una señal de apertura la
cual inhibe la señal de puerta abierta.
7.1.4 Efectos
a. Fase 1: hacer las preguntas a quién impacta, cómo lo impacta y cómo lo
afecta
Por facilidad se presentan las preguntas y respuestas de forma
tabular (tabla 5). Se aprecia que para el primer afectado se realiza la
pregunta cómo lo impacta, pero para los demás no.
Ejemplos | 21
Tabla 5. Preguntas y respuestas guías para determinar los efectos
Pregunta Respuesta
¿A quién impacta directamente? Usuario
¿Cómo lo impacta directamente? Accidentes: heridas e incluso la muerte
¿Cómo lo afecta? Incapacidad laboral temporal
Discapacidad
Reducción de la productividad
Reducción calidad de vida
Muerte
¿A quién impacta de manera indirecta? Transmilenio
¿Cómo lo afecta? Costos por hospitalizaciones y
tratamientos
Demandas (discapacidad o
muerte)
Pérdidas por bloqueos con el fin de
solicitar mayores garantías
¿Afecta a alguien más? La familia del afectado (accidentado o
muerto)
¿Cómo la afecta?
Reducción de ingresos
Reducción calidad de vida
b. Fase 2: cuantificar las respuestas anteriores utilizando la tabla guía
En la tabla 6 se puede ver que para cada uno de los afectados se
realiza una lista debajo de ellos a partir de la respuesta de la pregunta
cómo lo afecta.
Tabla 6. Estimación de efectos
Afectado Cualitativo/
cuantitativo
C. valor /
unidad
$
Individuo
Incapacidad laboral Cuantitativo $50.000/día
Discapacidad Cualitativo -
Reducción productividad Cuantitativo 2 h/día
Reducción calidad de vida Cualitativo -
Transmilenio
Costos de hospitalización Cuantitativo $3.000.000
Costos de tratamientos Cuantitativo $1.000.000
Demandas por discapacidad Cuantitativo $100.000.000
Demandas por muerte Cuantitativo $300.000.000
22 | E j e m p l o s
Tabla 6. Estimación de efectos (cont.)
Demandas por perjuicios Cuantitativo $30.000.000
Pérdidas por bloqueos Cuantitativo $500.000.000/día
Familia (muerte)
Reducción calidad de vida Cualitativo -
Reducción ingresos Cuantitativo $700.000/mes
Ambiente na na na
Sociedad (inseguridad) Cualitativo
Los valores dados son solamente a nivel de ejemplo, hace falta
un estudio para determinar el número de heridos y muertos en un
rango de tiempo con el fin de poder llenar la columna final.
Los anteriores parámetros y sus valores son la base para la
justificación, tema que se tratará en el capítulo apropiado.
7.1.5 Redacción del problema
Transmilenio S.A. es la empresa encargada de operar el sistema
de transporte público masivo de la ciudad de Bogotá. El sistema está
compuesto por buses articulados (buses rojos) que transitan por las
troncales y los alimentadores. Transmilenio transporta al 50% de los
usuarios del servicio público de Bogotá, con un total de 1 500 000
usuarios diarios. Las troncales, por las cuales transitan los buses rojos,
han sufrido un fuerte deterioro debido a su diseño y materiales, lo
cual ha causado que los buses deban transitar por baches y/o grietas
en el 100% de su recorrido; desafortunadamente no existe un plan
para el mejoramiento o corrección de las troncales. Por otro lado, la
demanda ha superado la oferta del transporte en los últimos años
generando que los buses transiten con sobrecupo, situación que se
Ejemplos | 23
empeora debido al comportamiento de los usuarios que no circulan
sino se quedan parados en la puerta de los buses.
Aunque los buses fueron diseñados para no iniciar su marcha
cuando una de sus puertas está abierta (tal como lo indican los avisos
sobre las puertas), se ha observado de manera recurrente que algunos
buses inician su marcha con una de sus puertas abiertas; la situación
se presentan en especial cuando el bus lleva sobrecupo.
Las causas de este comportamiento son:
El detector de cierre se encuentra mal ubicado en la puerta y
la presión de los usuarios que ejercen sobre la puerta hace que
este entregue una señal equivalente a si la puerta estuviese
cerrada.
Los detectores aunque son de buena calidad tienen una
especificación de aceleración (vibración máxima soportada) de
30 m/s2, ante el deterioro de las troncales se ha medido
aceleraciones de 50 m/s2 cuando los articulados caen en los
huecos. El detector falla de manera prematura.
Los actuadores de los frenos tienen una especificación de
aceleración máxima (vibración máxima soportada) de 27 m/s2,
ante el deterioro de las troncales se ha medido aceleraciones
de 50 m/s2 cuando los articulados caen en los huecos. El
actuador falla de manera prematura.
24 | E j e m p l o s
La señal de puerta abierta, la cual controla el sistema de
frenado, se inhibe si presenta la señal de antipinzamiento
justo cuando la puerta está casi totalmente cerrada.
Debido a lo anterior se determinó que en el año 2011 hubo tres
accidentes, uno con una fatalidad. Para Transmilenio S.A. las cifras
por costos y pérdidas para cubrir demandas, hospitalizaciones y
tratamientos ascendieron a $900.000.000. Uno de los afectados quedó
con una discapacidad permanente la cual le implicó la pérdida de su
empleo y cubrimiento de pensión por discapacidad, valor estimado
en $15.000.000 año, valor asumido por el sistema de pensiones; el
afectado requiere de ayuda especial lo cual bajó no solamente la
calidad de vida suya sino de toda su familia. El peor efecto, el cual no
tiene forma de ser cuantificable y considerado como imperdonable
por la sociedad, es del fallecimiento.
Notas:
_____________________________________________________________
_____________________________________________________________
_____________________________________________________________
_____________________________________________________________
_____________________________________________________________
_____________________________________________________________
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Ejemplos | 25
Ejemplo 2: Calefactor de ambiente 7.2
El ejemplo se presenta en forma de tablas y procedimientos, la
manifestación y contexto en las tablas 7, 8a y 8b, las causas en forma
de procedimiento y los efectos en la tabla 9.
7.2.1 Manifestación
Tabla 7. Manifestación del problema
Función esperada Función observada Documentación
Los calefactores de
ambiente deben mantener
una habitación a una
temperatura constante
programada por el
usuario. Se espera que su
tiempo de actuación sea
suficientemente rápido
para que, con cambios de
la temperatura externa, el
usuario no sienta variación
alguna. El sistema está
dotado con elementos que
buscan la homogeneidad
de la temperatura en la
habitación.
La temperatura en los
sensores es la correcta pero
existen puntos muy
calientes y otros muy fríos
en la habitación; la
temperatura no es
homogénea en la
habitación. Por otro lado en
cercanías de los elementos
radiantes la sensación
térmica es exagerada y los
muebles cercanos a estos
tienden a sufrir daños por
temperatura. El sistema es
lento lo cual hace que el
usuario no encuentre el
punto adecuado.
Los usuarios de los
sistemas de calefacción
de ambiente se quejan
que los sistemas no son
amigables ya que no es
posible hacer que la
temperatura deseada se
logre de una manera
rápida –pero sin
sensaciones térmicas
indeseables- y que esta
se mantenga de manera
homogénea en toda la
habitación.
7.2.2 Contexto
Ante la pregunta ¿quién tiene el problema?, es normal dar
respuesta que el usuario. En este caso, ¿el usuario está en la
capacidad de dar una solución?, la respuesta típica es no (excepto que
el usuario tenga los conocimientos necesarios). Lo que lleva a que
aunque sea él quien detecte el problema, deberá pasárselo a alguien
26 | E j e m p l o s
con la capacidad de resolverlo (este es un ejemplo de observación
indirecta).
En el momento que el problema se traslada a un tercero existen
dos opciones básicas:
El problema se traslada a una empresa dedicada al diseño
y fabricación de calefactores.
El problema se traslada a un ingeniero independiente.
Tomando las dos posibilidades se llenará la tabla de preguntas
(tablas 8a y 8b).
Tabla 8a. Contexto del problema visto por la empresa
Pregunta Respuesta
¿Quién tiene el problema? La empresa
¿Qué hace quien tiene el
problema?
Diseña, implementa e instala sistemas de
calefacción para hogares
¿Qué sistema o subsistema
presenta el problema?
Los sistemas radiantes y el control
¿Qué hace el sistema? Trata de mantener a una temperatura, programada
por el usuario, una habitación; de la manera más
homogénea.
¿Qué tan crítico/importante
es?
Caso 1: usuario Bogotá. No pasa de un estado de
molestia.
Caso 2: usuario norte de Noruega. Crítico para su
sobrevivencia.
¿Cuál es su relación con la
sociedad?
Caso 1: usuario Bogotá. No.
Caso 2: usuario del norte de Noruega. En los
inviernos, cuando falla el suministro de
combustible/energía o fallan los sistemas de
calefacción se generan muertes. Es preocupación y
obligación brindar el servicio.
¿Cuál es su relación
entorno histórico y físico?
Caso 1: usuario de Bogotá. Aunque algunos
ciudadanos se quejen de frío, no es habitual el uso
de este tipo de elementos.
Caso 2: usuario del norte de Noruega. Es un
requerimiento vital, sin este no podría sobrevivir
una persona en los inviernos.
Ejemplos | 27
Tabla 8a. Contexto del problema visto por la empresa (cont.)
¿Cuál es su relación con el
ambiente?
Típicamente se genera más calor del necesario;
lo cual implica mayor uso de algún tipo de
combustible.
¿Cómo lo afecta la sociedad? La sociedad exige productos de mejor calidad y
con un uso más racional de la energía.
¿Cómo lo afecta el ambiente? Caso 1: usuario Bogotá. Las variaciones son de
pocos grados y de manera lenta.
Caso 2: usuario norte de Noruega. Las
variaciones de temperatura durante el año son
altas. Se generan fuertes gradientes de
temperatura dentro de las habitaciones en el
invierno.
Tabla 8b. Contexto del problema visto por el ingeniero independiente
Pregunta Respuesta
¿Quién tiene el
problema?
El usuario (posiblemente la sociedad), le traslada la
responsabilidad al ingeniero
¿Qué hace quien tiene
el problema?
Propone soluciones mediante
conceptualización/diseño/implementación/implantación
¿Qué sistema o
subsistema presenta el
problema?
El ingeniero tiene la opción de iniciar de cero o tratar de
modificar el calefactor que posea el usuario
Las restantes son iguales al ejemplo anterior.
7.2.3 Causas
Llevar a cabo el procedimiento para determinar las causas.
a. Fase 1: Realizar las preguntas y posibles respuestas
¿Por qué es tan difícil graduar la temperatura?
El sistema está compuesto por sensores de temperatura,
módulo de control, calefactores o generadores de calor y
sistemas de homogenización (ventiladores).
o Los sensores son de baja resolución y tienen una
inercia muy grande
o El sistema de control es muy lento
28 | E j e m p l o s
o Los puntos generadores de calor se concentra en pocos
puntos
o Los sistemas de homogenización tienen un caudal bajo
¿Por qué la temperatura en la habitación no es igual?
El sistema de homogenización (ventiladores) tienen un bajo
caudal
¿Por qué la sensación térmica no es la deseada?
El sistema de homogenización (ventiladores), operan por
circulación de aire lo cual genera corrientes de aire los cual
implica sensación de malestar al usuario (aunque el aire tenga
la temperatura correcta)
¿Por qué hay zonas donde se siente sensación extrema de calor y los
muebles se deterioran rápidamente?
El sistema utiliza, para calentar la habitación, calefactores
basados en el principio de radiación. Los cuales calientan más
rápido pero generan puntos de muy alto calor.
b. Fase 2: Unificar y realizar lista
El sistema es muy lento debido a sensores de gran inercia
(más de 20 minutos para que su valor corresponda a la
temperatura real), sistema de control integrativo (el cual
minimiza los ciclos de encendido y apagado) mal calculado,
un solo punto de radiación de calor y ventiladores de bajo
caudal (rotan el aire de la habitación cada 30 minutos).
La homogenización se realiza por ventiladores.
Los calefactores utilizan el principio de radiación.
Ejemplos | 29
7.2.4 Efectos
a. Fase 1: hacer las preguntas a quién impacta, cómo lo impacta y cómo lo
afecta
¿A quién impacta directamente?
o Usuario
¿Cómo lo impacta directamente?
o Calidad de vida
¿Cómo lo afecta?
o Reducción calidad de vida
o Reducción de productividad (trabajo en casa)
o Enfermedades
¿A quién impacta de manera indirecta?
o Empresa
¿Cómo lo impacta?
o Continuas reclamaciones (solicitudes por garantía)
o Excesivas visitas para verificar el estado del producto
o Pérdida de clientes
¿Afecta a alguien más?
o Posiblemente a la sociedad en el caso de zonas críticas
(norte Noruega)
b. Fase 2: tratar de cuantificar las respuestas anteriores utilizando la tabla
guía
En la tabla 9 se puede ver que para cada uno de los afectados se
realiza una lista debajo de ellos a partir de la respuesta de la pregunta
cómo lo afecta.
30 | E j e m p l o s
Tabla 9. Estimación de efectos
Afectado Cualitativo/
cuantitativo
C. valor /
unidad
$
Usuario
Enfermedades (tratamientos) Cuantitativo $300.000
Reducción productividad Cuantitativo 2 h/día
Reducción calidad de vida Cualitativo -
Empresa
Reclamaciones Cuantitativo $30.000.000
Visitas Cuantitativo $10.000.000
Pérdida de clientes Cuantitativo $500.000.000
Sociedad (inseguridad) Cualitativo
Los valores dados son solamente a nivel de ejemplo, hace falta
un estudio para determinar el número de eventos (reclamaciones,
visitas, etc.) con el fin de poder llenar la columna final. Los anteriores
parámetros y sus valores son la base para la justificación, tema que se
tratará en el capítulo apropiado.
7.2.5 Redacción del problema
En los climas fríos, no extremos, se considera la calefacción como
un elemento que mejora la calidad de vida de los habitantes de una
casa; en los climas fríos extremos es una necesidad. Los sistemas
actuales, producidos por empresas especializadas en calefacción,
están diseñados para brindar un ambiente controlado de manera
automática; tratando de brindar el mayor confort y optimizando el
uso de energía.
Ejemplos | 31
Es frecuente la queja de los usuarios los cuales manifiestan que
estos sistemas son extremadamente difíciles de graduar, la
temperatura no es igual en toda la habitación, hay deterioro de los
muebles cercanos a los elementos generadores de calor y la sensación
térmica es desagradable.
Las causas de esto son:
El sistema es muy lento debido a sensores de gran inercia
(más de 20 minutos para que su valor corresponda a la
temperatura real), sistema de control integrativo (el cual
minimiza los ciclos de encendido y apagado) mal calculado,
un solo punto de radiación de calor y ventiladores de bajo
caudal (rotan el aire de la habitación cada 30 minutos).
La homogenización de la temperatura se realiza por
ventiladores, generando corrientes de aire que generan
incomodidad (escalofríos) en los usuarios.
Los calefactores utilizan el principio de radiación, causantes
de puntos de alta temperatura los cuales a parte de la
sensación térmica desagradable, dañan los muebles.
Debido a lo anterior las empresas deben realizar continuamente
visitas a los hogares donde se han instalado los equipos para verificar
su correcto funcionamiento, el 12% de los usuarios normalmente hace
uso de la garantía y eventualmente solicitan el retiro del equipo y la
devolución del dinero. Se ha estimado que las grandes empresas
tienen pérdidas anuales de $540.000.000 por estos motivos. A partir
32 | E j e m p l o s
de un estudio se determinó que la productividad de las personas que
no tienen un clima adecuado es de 2 horas menor al de aquellas que
si lo tienen y en el primer grupo hay un incremento en las
enfermedades de las vías respiratorias altas (aproximadamente un
5%).
Notas:
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Ejemplos | 33
Ejemplo 3: Sistema de iluminación rural en África 7.3
En el siguiente párrafo se presenta un problema propuesto por
un tercero. La finalidad del ejercicio es identificar si este cumple con
las condiciones de un problema y se deberá identificar el contexto,
manifestaciones, causas y efectos. Adicionalmente, este problema
tiene un alto componente social, lo cual hace que el acercamiento al
problema sea ligeramente diferente.
En las zonas rurales de África el 80% de la población utiliza, para
iluminación, lámparas de queroseno debido a que no tienen acceso a
la red eléctrica; el otro 20% utiliza leña o parafina. Debido al
deficiente sistema de carreteras el costo del combustible es muy alto
para la mayoría de la población; una familia promedio gasta unos $8
dólares mensuales en queroseno, solo para iluminación; el ingreso de
una familia es de $40 a $60 dólares mensuales. Las lámparas de
queroseno presentan otros inconvenientes como son: riesgos de
incendios, molestias por generación de excesivo calor y ruido, y
dificultad de su uso para lectura. Tan solo el 37% de la población
africana rural termina su primaria, algunos de los factores del
abandono del estudio son: bajo rendimiento (por desnutrición y
parásitos), obligación de trabajar con la familia y ambiente no
adecuado para el estudio en la casa. Se realizó una encuesta entre los
estudiantes de colegios que utilizan lámparas de queroseno e
indicaron que no es posible leer más de dos hojas antes que empiece
34 | E j e m p l o s
el cansancio ocular. Los estimados indican que las lámparas de
queroseno generan 100 lux, siendo lo recomendado de 200 a 500 lux
para la lectura a nivel de estudio. Aunque los gobiernos africanos han
apoyado campañas para el uso intensivo de sistemas solares
(sistemas de 20 a 50 W), sus costos los hacen inviables para las zonas
rurales del África.
7.3.1 Contexto
A partir del enunciado es posible identificar el contexto. El
contexto es las zonas rurales de África, donde la infraestructura es
escasa (en especial las carreteras y sistemas de energía eléctrica), los
ingresos de sus habitantes es muy baja, el medio de iluminación
preferido son las lámparas de queroseno y el nivel de escolaridad es
bajo.
7.3.2 Manifestación
Aunque el contexto es claro, no es posible determinar de forma
no ambigua cuál o cuáles son las manifestaciones debido a que no se
sabe cuál es el sistema que no funciona correctamente. Algunas
opciones son:
1. Las lámparas de queroseno ya que es costoso el
combustible, generan riesgos de incendio y no facilitan la
lectura.
Ejemplos | 35
2. Las vías de comunicación, ya que su diseño y estado
encarece los costos del combustible.
3. La falta de energía eléctrica en las zonas rurales.
4. Los sistemas de energía solar ya que estos son muy
costosos para la población en cuestión.
De los anteriores se podría concluir que el punto 3 no es el
correcto ya que no es un problema sino una falta de solución. El
punto 2 se sale del área de conocimiento de la ingeniería electrónica.
Por lo anterior se podría indicar que los candidatos son las lámparas
de queroseno y los sistemas de energía solar.
Identificado los sistemas, ¿cuál es la manifestación? En este
punto no se debe confundir la manifestación con la causa. Ahora, se
utiliza el contexto y se ve que el problema es de orden social, por lo
cual la manifestación no debe ser la falla de un sistema sino, cómo las
fallas de los sistemas se manifiestan a través de la sociedad.
Si se trasladan a la sociedad estas quedarían:
El 14-20% de los ingresos familiares se utilizan en iluminación.
La iluminación no es adecuada para facilitar el estudio en el
hogar en las noches.
Existe un fuerte componente en la deserción estudiantil
debido a los ambientes inadecuados de estudio en el hogar.
36 | E j e m p l o s
7.3.3 Causas
Para las causa básicamente se hace la pregunta por qué se
presenta la manifestación en la sociedad. Las respuestas que se
pueden identificar rápidamente son:
La luz generada por las lámparas de queroseno no es
adecuada.
El combustible utilizado por las lámparas de queroseno es
muy costoso.
Los sistemas alternativos de iluminación están fuera del
alcance de la población por sus costos.
7.3.4 Efectos
El problema tiene dos efectos directos y obvios:
El impacto de la falta de luz eléctrica en la escolaridad de la
población.
El impacto del alto costo del combustible para iluminación.
7.3.5 Conclusiones
Para los problemas donde el componente social es alto, las
manifestaciones se deben trasladar a la sociedad y no verlas del lado
del sistema. Es muy común para estos casos que los efectos sean
cualitativos o en el caso de ser cuantitativos que su cuantificación sea
difícil.
Una forma alternativa de presentar el problema se presenta en el
siguiente párrafo.
Ejemplos | 37
En las zonas rurales de África, la infraestructura es escasa (en
especial las carreteras y sistemas de energía eléctrica), los ingresos de
sus habitantes es muy baja ($40 - $60 dólares mensuales), el medio de
iluminación preferido son las lámparas de queroseno (80%) y el nivel
de escolaridad es bajo (37% de la población termina primaria).
Debido a los altos costos del combustible y los bajos ingresos de
la población, el 14-20% de los ingresos familiares se utilizan en
iluminación. Existe un fuerte componente en la deserción estudiantil
debido a los ambientes inadecuados de estudio en el hogar lo cual, la
deserción es del orden del 60% (para primaria).
Causas:
La luz generada por las lámparas de queroseno no es la
adecuada; la intensidad lumínica recomendada para lectura
es de 200-500 lux, mientras una lámpara de queroseno solo
da como máximo 100 lux.
Debido a la deficiente malla vial, el transporte del
combustible se encarece, el sobrecosto se traslada al valor del
galón de queroseno.
Los sistemas alternativos de iluminación, orientados a dar
energía a dos o tres bombillos ahorradores, clásicos (solares o
eólicos) sobrepasan los ingresos anuales de la población.
Debido a lo anterior, las comunidades rurales no han podido
salir de su ciclo de pobreza. Para incrementar los ingresos se requiere
38 | E j e m p l o s
de una mejor educación, para su mejora se requiere de sistemas más
adecuados de iluminación en los hogares que fomenten el estudio,
pero los ingresos de las familias no es suficiente para adquirirlos a
pesar de los planes de los gobiernos para sacar productos alternativos
a costo o subsidiados.
Notas:
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Ejemplos | 39
Ejemplo 4: Vida promedio bombillos ahorradores 7.4
En este ejemplo se parte nuevamente del resultado de un análisis
de la situación de la sustitución de los bombillos incandescentes por
los ahorradores. El ejercicio radica en identificar de forma correcta el
problema a partir del análisis que se presenta.
7.4.1 Análisis de la vida promedio de los bombillos ahorradores
Según la normatividad colombiana, a partir del año 2010 se
debía dejar de fabricar, importar y comercializar los bombillos
incandescentes y en su lugar sustituirlos por luminarias de mayor
eficacia. Como los bombillos LED aún son muy costos, la alternativa
recae en los bombillos ahorradores o por su nombre técnico: lámparas
fluorescentes compactas LFC. Al ser la sustitución obligatoria ya deja
de ser pertinente la realización comparativa técnica y de costos de los
bombillos incandescentes versus los LFC. Por otro lado, aunque el
Ministerio de Minas y Energía mediante la expedición del RETIE y en
especial el RETILAP (Reglamento Técnico de Iluminación y
Alumbrado Público) han tratado de homologar y garantizar unas
prestaciones mínimas de estos elementos (Norma IEC 60969). Debido
a la gran variedad de marcas y orígenes de estos elementos y sus
diferentes usos –incluso en el mismo hogar-, no se conoce el impacto
económico de la sustitución. Uno de los artículos del RETILAP más
discutido fue el relativo a la obligatoriedad que este tipo de lámparas
40 | E j e m p l o s
deberían tener una vida promedio de por lo menos 8000 horas
(siguiendo la norma IEC 60969). A partir de estudios realizados se ha
determinado que la vida promedio de un bombillo ahorrador se
reduce considerablemente si este se utiliza por cortos periodos (ciclos
cortos de encendido y apagado). Colombia tiene una estructura
tarifaría especial en la cual los estratos superiores subsidian la energía
de los inferiores, por lo cual los estratos inferiores (1 a 3) pagan
valores subsidiados por el kWh, con la introducción de los LFC se
espera que las facturas bajen, pero los valores ahorrados por
facturación se podrían perder por los costos de los LFC, en especial si
estos no cumplen con las horas prometidas por el fabricante. Así
mismo existe la preocupación por la calidad de los LFC de marcas no
reconocidas.
7.4.2 Identificar si es un problema
Se ha dicho que existe un problema si se manifiesta que existe un
sistema el cual no funciona correctamente, las manifestaciones son
reales y no se considera como probable o futuro.
El primer inconveniente que aparece en este caso es que no existe
una evidencia directa, en cual las personas por ejemplo expresen –
“desde que me pasé a los bombillos ahorradores los costos de
mantenimiento del hogar se incrementaron”.
El segundo inconveniente radica en que la normatividad y su
aplicación es reciente y los usuarios aún no han realizado una
Ejemplos | 41
sustitución completa en sus hogares. Por lo cual, el problema se
podría evidenciar a futuro.
Partiendo de lo anterior y de la definición de problema se podría
considerar que no cumple y se debe descartar. Ahora, sería
irresponsable desde el punto de vista de la ingeniería no tratar de
hacer nada ante un problema futuro. En este caso no se puede operar
sobre un sistema o proceso que no está funcionando correctamente,
pero si se puede generar un estudio con el fin de determinar el
impacto económico de la sustitución, en especial en los estratos 1 a 3
donde el ahorro en facturación posiblemente no cubre el valor de la
luminaria.
Por lo anterior, lo propuesto si es un problema que se debe
abordar desde un estudio y no desde un proyecto.
Notas:
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Estudios versus Proyectos
Problema de un estudio 8.1
A partir del ejemplo anterior (7.4) se puede diferenciar los
alcances de los estudios y de los proyectos de ingeniería. En el caso
de los proyectos estos se deben orientar a problemas reales, tal como
se ha venido desarrollando toda la teoría en este capítulo. Los
estudios serán mecanismos para poder determinar el impacto o
viabilidad de cambios futuros (implantación de nuevos
sistemas/procesos o modificación de sistemas/procesos existentes). El
tema se amplía en el capítulo Estudios.
En el caso de los estudios el problema debe mantener la
estructura de contexto, manifestación, causa y efecto.
Contexto: se mantiene igual al anterior pero se deben incluir
de forma obligatoria aspectos como planes futuros que
contemplen cambios en los sistemas, procesos o
normatividad.
Manifestaciones: se deben incluir aquellas que inducen el
posible cambio (cambio planeado) y las posibles que se
puedan presentar por el cambio (motivo del estudio).
44 | E s t u d i o s v s . p r o y e c t o s
Causas: de igual manera que la manifestación, se deben
presentar las actuales que motivan el cambio y aquellas de
las manifestaciones futuras.
Efectos: para este caso se debe presentar la variación entre los
efectos actuales y los efectos generados por las causas
futuras.
Normalmente un estudio se centrará en tratar de cuantificar con
precisión lo estipulado en los efectos. Para poder llegar a esta
cuantificación se deberá realizar un estudio que indique el estado
actual, realizar la conceptualización necesaria para determinar los
futuros y así poder realizar la comparación.
Es por lo anterior que un estudio que no genere resultados
precisos no sirve. El estudio no deberá parar en su conceptualización
o diseño, sino deberá pasar a una fase en la cual mediante algún
método, como pueden ser las simulaciones, entregue resultados en
concreto.
Ejemplo 5: problema en el caso de un estudio 8.2
Se determinó en el ejemplo 4 que este no era adecuado para un
proyecto de ingeniería pero si aplica para un estudio de ingeniería; ya
que el contexto contempla un cambio tecnológico debido a la nueva
normatividad.
Tomando el ejemplo 4, el problema se desarrolla en los
siguientes numerales.
Estudios vs . proyectos | 45
8.2.1 Contexto
El Ministerio de Minas y Energía de Colombia declara que el uso
racional y eficiente de la energía es un asunto de interés social, de
conveniencia nacional, generador de competitividad de la economía
del país y de protección del consumidor; por lo cual expide los
decretos necesarios para la sustitución de las luminarias
incandescentes por LFC; decreto que entra en vigor en 2010, fecha a
partir de la cual se prohíbe la fabricación e importación de bombillos
incandescentes y tan solo se podrá comercializar los bombillos en
inventario. Así mismo expide el RETILAP el cual asegura el
cumplimiento de unos mínimos de seguridad y eficacia de los
bombillos ahorradores. Debido a la estructura tarifaria e ingresos de
los estratos 1, 2 y 3 serán aquellos que posiblemente tengan
problemas económicos para la sustitución, por lo cual el Ministerio
está consiguiendo recursos por US$144 millones para la sustitución
de 48 millones de luminarias en los estratos en mención.
8.2.2 Manifestación
Se listan a continuación las manifestaciones que inducen el
cambio:
El crecimiento de la demanda de energía eléctrica ha
superado, por varios años, la oferta de energía.
El costo del kWh ha subido impactando al consumidor
normal y en especial a las ganancias de las grandes empresas.
46 | E s t u d i o s v s . p r o y e c t o s
Los costos de producción de bienes y servicios es más alto en
Colombia que en países con los cuales se han firmado
tratados de libre comercio (TLC).
Los bombillos ahorradores son elementos que pueden
impactar de una gran manera, reducción del 20%, de la
demanda de energía; pero hasta la fecha existe gran
diversidad de precios y calidades, lo cual no ha motivado el
uso masivo del elemento.
Los estratos 1, 2 y 3 no estarían dispuestos a realizar la
sustitución.
Ahora se listan las manifestaciones generadas por la
modificación de la tecnología. Es importante aclarar que pueden
existir varias, algunas son casi del ámbito de la intuición con soporte
de la experiencia. Es posible apoyarse en la literatura de casos
similares desarrollados en otros lugares. El listado es:
El gobierno tienen contemplado el subsidio de la primera
sustitución para los estratos 1, 2 y 3. Es posible que la
reducción en la tarifa (aproximadamente 20%), no sea
suficiente para la compra de un bombillo cuando este se
funda.
Aunque el RETILAP trata de asegurar que las LFC cumplan
con una vida mínima, esta es medida en condiciones de
pruebas especiales y no reales. Debido a su uso en ciclos
Estudios vs . proyectos | 47
cortos (ciclos de encendido/apagado de corta duración) su
vida se reduce y los cálculos de ahorro versus inversión no es
necesariamente correcto.
8.2.3 Causas
Nuevamente se deben colocar las causas de las manifestaciones
que motivan el cambio y luego el de las esperadas por el cambio. La
lista de las generadoras del cambio es:
Los proyectos de construcción de hidroeléctricas son del
orden de decenas de años, no responden a tiempo a cambios
no planeados de la demanda.
Los proyectos de generadores térmicos son a más corto plazo
pero el costo del kWh es más alto (50%).
Los costos de los proyectos y el valor del kWh se trasladan al
consumidor.
Colombia pasó de un 80% de generación hidráulica (limpia)
a un 60%, el 20% se ha remplazado por generadores térmicos
que aumentan la contaminación.
Las tarifas de energía eléctrica de los países con los que se
han firmado TLC son inferiores a las colombianas.
La lista de las generadoras del estudio es:
Los estudios del gobierno se han basado en la vida promedio
de los bombillos de 8000 horas; este valor podría variar
fuertemente ante el uso de bombillos en situaciones reales.
48 | E s t u d i o s v s . p r o y e c t o s
Más del 80% de los bombillos, en el hogar, se utilizan en
ciclos cortos.
Aunque por la norma (RETILAP) se ha logrado determinar
un rendimiento similar entre las luminarias, de diferentes
marcas, en relación a la vida promedio de 8000 horas, se
desconoce la variabilidad de la vida promedio en relación al
uso en ciclos cortos.
8.2.4 Efecto
Inicialmente se presenta el efecto de la sustitución de las
luminarias incandescentes.
La sustitución de las luminarias incandescentes por ahorradoras
generaría una disminución de la demanda de energía en un 20% (solo
remplazando las luminarias de estrato 1, 2 y 3), tomando la vida
promedio de los bombillos incandescentes se espera que este 20% se
vea en un plazo de un año una vez se inicie la sustitución total. La
generación hidráulica en Colombia pasaría nuevamente a valores
cercanos a un 80%, disminuyendo el costo del kWh y la
contaminación. Así mismo no se necesitaría crear nuevos proyectos
eléctricos en el corto plazo, lo cual a su vez impacta las tarifas. Se
esperaría una reducción del 10% de las tarifas a la grandes empresas,
lo cual lleva a valores de energía eléctrica competitivas a nivel
internacional.
Estudios vs . proyectos | 49
Los efectos debido al cambio se presentan en el siguiente párrafo;
es importante que estos estén relacionados en su totalidad con la
manifestación que se presentó.
Inicialmente el gobierno está dispuesto a subsidiar la sustitución
de las luminarias en los estratos 1, 2 y 3. En el modelo se estima que la
reducción en la factura –ahorro- en cuatro años (vida del bombillo
ahorrador estimada), permite la recompra del elemento cuando este
se funda. Ante el uso en ciclos cortos se ha visto que para algunos
elementos la vida se reduce en un 80%; con este valor el modelo
económico no da viabilidad del remplazo. Los hogares de los estratos
1, 2 y 3 terminarían pagando, por cuenta de iluminación, valores
mayores a los actuales. Se espera que la población adquiera el
bombillo de más bajo valor, normalmente asociado al de menor
calidad, empeorando la situación. Finalmente se genera un problema
social donde en lugar de bajar los costos por iluminación, esta subiría.
Notas:
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Problema de Investigación
Diferencias entre un problema de investigación y un 9.1
problema de un proyecto
Al iniciar el capítulo se especificó las propiedades de un
problema de ingeniería orientado a la realización de un proyecto, en
la medida que se presentaron los ejemplos se concluyó que los
estudios tienen una estructura similar pero con condiciones
adicionales; finalmente, existe la duda si un problema de
investigación se enmarca en esta estructura. La finalidad de este
subcapítulo es presentar las diferencias entre un problema de
investigación y un problema orientado a un proyecto de ingeniería.
La finalidad de la investigación es obtener nuevo conocimiento,
bien sea per se o para un fin particular. Se identifica que existe un
problema solucionable desde la investigación si no se posee el
conocimiento necesario. De forma general se determina que existe un
problema abordable desde la investigación si:
No existe el conocimiento
Contradicción entre teorías, pero sin contradicción con la
observación
52 | P r o b l e m a d e i n v e s t i g a c i ó n
Contradicción entre la teoría y la observación
Contradicción entre la teoría y la realidad
En la tabla 10 se presenta las principales diferencias de un
problema de investigación y las de un proyecto de ingeniería.
Tabla 10. Algunas diferencias entre los problemas.
Proyecto Investigación
Origen Sistema o proceso que no
funciona correctamente.
Falta de conocimiento.
Manifestación Función errada
Función correcta pero
calidad no
No cumple con
normatividad
No cumple con
requerimientos
Falta de conocimiento
Teorías contradictorias
Teoría contradictora con la
observación
Teoría contradictoria con la
realidad
Contexto Igual (lugar, tiempo, etc.)
Causa Identificar por qué el
sistema se comporta así
Aunque sea redundante, falta de
conocimiento
Efecto Impacto del incorrecto
funcionamiento del
sistema
Desconocimiento de la realidad
No posibilidad de dar
soluciones a problemas
fundamentales por falta de
conocimiento
La investigación, debido a su naturaleza, ocasionalmente
requiere de herramientas y/o metodologías no disponibles en el
mercado; es posible que existan pero no con los requerimientos
deseados. En este caso la ingeniería podrá asumir este reto y el
problema, en este caso particular, es la falta de una solución. El
ingeniero se convertirá en el desarrollador de la solución con los
requerimientos solicitados por la investigación. Debe quedar claro
que, aunque se aborda un proyecto de ingeniería, este no nace de un
P roblema de invest igac ión | 53
problema de ingeniería; el proyecto tampoco aborda el problema de
la investigación.
Por lo tanto, en estos casos el problema debería contener:
Contexto: el contexto de la investigación, igual como se ha
tratado en los problemas anteriores.
Manifestación: no posibilidad de desarrollar la investigación
por falta de las herramientas adecuadas.
Causa: no existencia de la herramienta adecuada.
Efecto: imposibilidad de continuar la investigación con sus
efectos asociados: demora en obtener resultados, no
posibilidad de aplicación de los resultados, imposibilidad de
realizar patentes, pérdidas económicas por no ser posible la
comercialización de los resultados y/o aplicaciones, entre
otros.
La investigación se realiza con instrumentos provenientes de
productos concluidos y certificados y no con prototipos
industrializables o prototipos de laboratorio; para una definición de
producto y prototipo ver el capítulo Ciclo de vida de un producto. Es
común en los centros de investigaciones o universidades que cuentan
con recursos escasos determinar que el problema es que no existe una
herramienta apropiada, cuando realmente lo que sucede es la falta
del presupuesto necesario para su adquisición. En este caso no existe
un problema –inexistencia de la herramienta- sino una falta de
solución –no se tienen los recursos financieros necesarios-.
Comité de Proyectos y el Problema
El sistema de evaluación de un problema por el Comité de
Proyectos se resume en el diagrama de flujo que se presenta en la
figura 3. Es importante notar que el Comité de Proyectos no
solamente vela porque el problema esté correctamente planteado
(contexto, manifestación, causas y efectos); sino que este –el
problema- sea un problema real, solucionable desde el ámbito de la
ingeniería electrónica, el alumno cuente con los recursos para
solucionarlo (en el término estipulado –normalmente dos semestres
después de la entrega y aprobación del Anteproyecto-) y que sea de
interés.
Por lo anterior se recomienda que cada grupo siga el diagrama
de flujo para evaluar si su proyecto cumple o no.
56 | C o m i t é d e P r o y e c t o s y e l p r o b l e m a
Inicio
¿El problema se propone como una falta de solución?
¿Existe el sistema en cuestión?
¿Hay evidencia de las manifestaciones
indicadas?
¿Es un problema futuro?
¿El problema tiene solución?
NO
SI SI
NO
NO
NO
¿Realizable en un tiempo determinado?
SI
¿Se tienen los recursos?
SI
¿La solución es del ámbito de la ingeniería?
SI
¿La solución es de interés?
SI
NO
NO
NO
NO APROBADOSI
SI
NO
SI
Figura 3. Flujo de evaluación de un problema
Comité de Proyectos y e l problema | 57
El Comité reconoce que no necesariamente el ingeniero comienza
un proyecto desde el problema; es frecuente que se le solicite una
solución a partir de los objetivos y requerimientos de un proyecto, en
este caso el ingeniero debe entregar una solución que cumpla con
estos (objetivos y requerimientos). El Comité de Proyectos ve el
proyecto de grado como un mecanismo para evidenciar si el alumno
ya es capaz de realizar todas las tareas que de él se esperan
(conceptualización, diseño, implementación y operación); por esto es
que el Comité solicita que los proyectos comiencen desde su
conceptualización (identificación del problema).
CUADERNOS DE
INGENIERÍA DE PROYECTOS
EN INGENIERÍA ELECTRÓNICA
Mayo 2012 Capítulo 3 Problema